JPH0645880A - ディレイ型フリップフロップ回路 - Google Patents

ディレイ型フリップフロップ回路

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Publication number
JPH0645880A
JPH0645880A JP4195762A JP19576292A JPH0645880A JP H0645880 A JPH0645880 A JP H0645880A JP 4195762 A JP4195762 A JP 4195762A JP 19576292 A JP19576292 A JP 19576292A JP H0645880 A JPH0645880 A JP H0645880A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal
clock
data
circuit
input
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4195762A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomoji Kajiwara
友治 梶原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Original Assignee
NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd filed Critical NEC IC Microcomputer Systems Co Ltd
Priority to JP4195762A priority Critical patent/JPH0645880A/ja
Publication of JPH0645880A publication Critical patent/JPH0645880A/ja
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】データ入力信号とクロック入力信号との時間差
により発生するメタステーブル状態を防止する。 【構成】データ入力信号D1の変化を検知してデータ検
出信号E1を出力するデータエッヂ検出回路1と、クロ
ック入力信号CK1のトリガのエッヂを検出してクロッ
ク検出信号E2を出力するクロックエッヂ検出回路2
と、データ検出信号E1およびクロック検出信号E2の
AND出力信号A1でトリガされる単安定マルチバイブ
レータ7r4のパルス出力信号E3と、クロック検出信
号E2を入力する単安定マルチバイブレータ7f5のパ
ルス出力信号E4とのAND出力信号A2、およびデー
タ入力信号D1の遅延データ信号D2のOR出力信号D
3を出力する信号制御回路3と、データ端にOR出力信
号D3を入力しクロック端にクロック入力信号CK1の
遅延クロック信号CK2を入力して遅延データ出力信号
D4を出力するフリップフロップ4とを有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディレイ型フリップフロ
ップ回路に関する。
【0002】
【従来の技術】ディレイ型フリップフロップ回路は、デ
ータを記憶する複数の記憶素子によって構成される。そ
して一般に、クロック入力信号とデータ入力信号のタイ
ミングによって発生する状態、すなわち通常の伝達遅延
時間よりも長い間安定せずに”H”レベルと”L”レベ
ルの間を揺らぐ状態(以下この状態をメタステーブル状
態と称する)を防止する機能を有する。
【0003】図3は従来のディレイ型フリップフロップ
回路の一例の回路図である。フリップフロップ4の一部
を構成するラッチ回路4aは、節点N1,インバータI
Na,節点N2,トランスファーゲートTGbとを環状
に接続し、入力のトランスファーゲートTGaの出力部
は節点N1に接続されて構成される。ラッチ回路4bも
同様である。
【0004】ここでクロック入力信号CK1が”L”レ
ベルの場合は、トランスファーゲートTGaはオン状態
であり、トランスファーゲートTGbはオフ状態とな
る。
【0005】逆にクロック入力信号CK1が”H”レベ
ルの場合は、トランスファーゲート,TGaはオフ状態
であり、トランスファーゲートTGbはオン状態とな
る。
【0006】ラッチ回路4aのデータ保持状態は、クロ
ック入力信号CK1が”H”レベルに変化することで、
トランスファーゲートTGaがオフしデータ入力信号D
1をさえぎり、トランスファーゲートTGbがオンし、
インバータINaからINbのデータ信号が正帰還して
データ保持を行っている。
【0007】そこで、クロック入力信号CK1が変化し
ラッチ回路4a内のデータがインバータINbからIN
aに帰還入力されて記憶の状態が安定する迄は、データ
入力信号D1が変化する事を禁止している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来のディレ
イ型フリップフロップ回路においては、クロック入力信
号が変化し前段のラッチ回路内のデータがインバータを
介して帰還入力され記憶の状態が安定する迄は、データ
入力信号が変化する事を禁止されている。
【0009】しかし、クロック信号に対するデータ信号
のタイミングに十分の余裕がなければ、ラッチ回路内が
安定せず、前述のメタステーブル状態が発生し、フリッ
プフロップ回路の出力部につながる論理回路に誤動作を
引き起こすという問題があった。
【0010】その為に、データ入力側とクロック入力側
との論理回路のタイミング設計を厳密に行うか、もしく
はフリップフロップ回路の出力部につながる論理回路は
メタステーブル状態が終了するまでの時間を避けて使用
する等の制限があった。
【0011】本発明の目的は、新たに外部からの信号を
用いずに、データ信号とクロック信号との時間差により
発生するメタステーブル状態を防止する機能を有するデ
ィレイ型フリップフロップ回路を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のディレイ型フリ
ップフロップ回路は、データ入力信号の変化を検知して
データ検出信号を出力するデータエッヂ検出回路と、ク
ロック入力信号のトリガのエッヂを検出してクロック検
出信号を出力するクロックエッヂ検出回路と、前記デー
タ検出信号およびクロック検出信号をそれぞれ入力する
第1の論理積ゲートと該論理積ゲートの出力信号および
前記クロック検出信号との論理積信号を出力する第2の
論理積ゲートと、前記データ入力信号の遅延データ信号
及び前記論理積信号とをそれぞれ入力して論理和信号を
出力する論理和ゲートを有する信号制御回路と、データ
端に前記論理和信号を入力しクロック端に前記クロック
信号の遅延クロック信号を入力してデータ出力端子に遅
延データ出力信号を出力するフリップフロップとを含ん
で構成されている。
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例の回路図である。本実施例
のディレイ型フリップフロップ回路は、データ入力信号
D1の変化を検知してデータ検出信号E1を出力するデ
ータエッヂ検出回路1と、クロック入力信号CK1のト
リガのエッヂを検出してクロック検出信号E2を出力す
るクロックエッヂ検出回路2と、データ検出信号E1お
よびクロック検出信号E2をそれぞれ入力するANDゲ
ート8aとそのAND出力信号A1でトリガされる単安
定マルチバイブレータ7r4のパルス出力信号E3およ
びクロック検出信号E2を入力する単安定マルチバイブ
レータ7f5の出力するパルス出力信号E4とをそれぞ
れ入力してAND出力信号A2を出力するANDゲート
8aoと、データ入力信号D1の遅延データ信号D2及
びAND信号A2とをそれぞれ入力してOR出力信号D
3を出力するORゲート8oを有する信号制御回路3
と、データ端にOR出力信号D3を入力しクロック端に
クロック入力信号CK1の遅延クロック信号CK2を入
力してデータ出力端子T4に遅延データ出力信号D4を
出力するフリップフロップ4とを有している。
【0013】クロックエッヂ検出回路1は、立ち上がり
変化で一定パルス幅を出力する単安定マルチバイブレー
タ7r1と、立ち下がり変化で一定パルス幅を出力する
単安定マルチバイブレータ7f2とORゲート8oを有
する。
【0014】このパルス出力信号E1の幅は、クロック
入力信号CK1が変化する前に、データ入力信号D1が
確定していなければならない規定値(以降、セットアッ
プタイムTSと称する)以上になるように抵抗R1とコ
ンデンサC1の値を決定する。
【0015】クロックエッヂ検出回路2は、立ち上がり
変化で一定パルス幅を出力する単安定マルチバイブレー
タ7r3を有している。このパルス出力信号E2の幅
は、クロック入力信号CK1が変化した後にデータ信号
を保持していなければならない規定値(以降、ホールド
タイムTHと称する)以上になるように抵抗R2とコン
デンサC2の値を決定する。
【0016】信号制御回路3は、立ち上がり変化で一定
パルス幅を出力する単安定マルチバイブレータ7r4
と、立ち下がり変化で一定パルス幅を出力する単安定マ
ルチバイブレータ7f5とANDゲート8a,8bとO
Rゲート8oを有し、単安定マルチバイブレータ7r
4,7f5のそれぞれのパルス出力信号E3,E4をA
NDゲート8aoによって論理積をとってORゲート8
oの一方の入力端に供給する。
【0017】ここで、パルス出力信号E3の幅は、(T
S+2×TH)以上になるように抵抗R4とコンデンサ
C4の値を決定し、単安定マルチバイブレータ7f5の
パルス出力信号E5の幅は、(TS+TH)以上になる
ように抵抗R5とコンデンサC5の値を決定する。
【0018】データエッヂ検出回路1はデータ遅延信号
D2が変化した際、ほぼセットアップタイTSム以上の
一定幅の”H”レベルのパルスを出力し、クロックエッ
ヂ検出回路2は立ち上がり変化でほぼホールドタイムT
H以上の一定幅の”H”レベルのパルスを出力する。
【0019】これによりセットアップTSもしくはホー
ルドタイムTHを満足しない時にデータ入力信号D1が
変化した場合にのみ、データ及びクロックエッヂ検出回
路1,2のパルス出力信号E1,E2が重なりあう様に
なる。
【0020】信号制御回路3内のANDゲート8aはこ
の重なりを検出し、”H”レベルに変化する。次に単安
定マルチバイブレータ7r4は検出出力信号A1の”
H”レベルを(TS+2×TH)以上の一定幅の”H”
レベルのパルス信号E3に変換する。
【0021】単安定マルチバイブレータ7f5はクロッ
クエッヂ検出回路2のパルス出力信号E2が立ち下がっ
た時に(TS+TH)以上の”H”レベルのパルス信号
E4を発生する。
【0022】そこで、セットアップタイムTSもしくは
ホールドタイムTHを満足しない場合にのみANDゲー
ト8aoの一方の入力端に接続される単安定マルチバイ
ブレータ7f5のパルスE4はORゲート8oの入力端
に伝達され、遅延回路5を介して他方の入力端に入力す
るデータ遅延信号D2のレベルにかかわらずORゲート
8oのパルス出力信号D3は”H”レベルに固定され
る。
【0023】従って、信号制御回路3は、セットアップ
タイムTSもしくはホールドタイムTHを満足しない場
合にのみ、ほぼ(TS+TH)以上の時間だけデータ入
力信号D1を遮断し、その代わりに”H”レベルを出力
する。
【0024】クロック入力信号CK1がトリガ変化をす
る時刻から信号制御回路3の出力が”H”レベルに変化
するのに必要な伝達遅延時間tdcにセットアップタイ
ムTSを加えた時間(tdc+TS)だけ、クロック遅
延回路6はクロック入力信号CK1を遅延させ、図3に
示した従来と同じフリップフロップ4のクロック入力端
に伝達する。
【0025】前述のクロック遅延回路6の伝達遅延時間
tdcから信号制御回路3内のORゲート8oの伝達遅
延時間を差し引いた時間tddだけ、データ遅延回路5
はデータ入力信号D1の変化を遅延させたデータ遅延信
号D2となって信号制御回路3のORゲート8oの信号
入力端に伝達される。
【0026】以上説明したように、セットアップ及びホ
ールドタイムを満足する期間TSHには、フリップフロ
ップ4のデータ入力端とクロック入力端での信号変化の
タイミング差、はデータ入力信号D1とクロック入力信
号CK1のタイミング差と同一となる。
【0027】セットアップタイムを満足しない期間TS
Nもしくはホールドタイムを満足しない期間THNに
は、フリップフロップ4のクロック入力端でのトリガ変
化に対し、セットアップタイムTS及びホールドタイム
THの間は、フリップフロップ4のデータ入力端は”
H”レベルに固定されて変化しない為、たとえ、クロッ
ク入力信号CK1に対しセットアップタイムTSもしく
はホールドタイムTHを満足しない場合にデータ入力信
号D1が変化した場合においても、メタステーブル状態
を防止できる。
【0028】
【発明の効果】以上の説明したように、本発明はデータ
入力信号とクロック入力信号の変化を検知するデータ及
びクロックエッヂ検出回路と、セットアップもしくはホ
ールドタイムを満足しない場合にのみフリップフロップ
のデータ入力端の信号を変化させない為の信号制御回路
とを有するので、クロック入力信号に対しセットアップ
タイムまたはホールドタイムを満足しない場合にデータ
入力信号が変化する際に発生するメタステーブル状態を
防止する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の回路図である。
【図2】図1の回路の動作を説明するための各信号のタ
イミング図である。
【図3】従来のディレイ型フリップフロップ回路の一例
の回路図である。
【符号の説明】
1 データエッヂ検出回路 2 クロックエッヂ検出回路 3 信号制御回路 4 フリップフロップ 4a,4b ラッチ回路 5 データ遅延回路 6 クロック遅延回路 7r1,7r3,7r4,7f2,7f5 単安定マ
ルチバイブレータ 8a,8ao ANDゲート 8o ORゲート A1,A2 AND出力信号 C1〜C5 コンデンサ CK1 クロック入力信号 CK2 クロック遅延信号 D1 データ入力信号 D2 データ遅延信号 D3 OR出力信号 E1 データエッヂ検出信号 E2 クロックエッジ検出信号 E3,E4 パルス出力信号 INa,INb ・・・・インバータ R1〜R5 抵抗 T4 データ出力端子 T7 反転データ出力端子 T9 データ入力信号端子 T10 クロック入力信号端子 TGa,TGb トランスファーゲート

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データ入力信号の変化を検知してデータ
    検出信号を出力するデータエッヂ検出回路と、クロック
    入力信号のトリガのエッヂを検出してクロック検出信号
    を出力するクロックエッヂ検出回路と、前記データ検出
    信号およびクロック検出信号をそれぞれ入力する第1の
    論理積ゲートと該論理積ゲートの出力信号および前記ク
    ロック検出信号との論理積信号を出力する第2の論理積
    ゲートと、前記データ入力信号の遅延データ信号及び前
    記論理積信号とをそれぞれ入力して論理和信号を出力す
    る論理和ゲートを有する信号制御回路と、データ端に前
    記論理和信号を入力しクロック端に前記クロック信号の
    遅延クロック信号を入力してデータ出力端子に遅延デー
    タ出力信号を出力するフリップフロップとを含むことを
    特徴とするディレイ型フリップフロップ回路。
JP4195762A 1992-07-23 1992-07-23 ディレイ型フリップフロップ回路 Withdrawn JPH0645880A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4195762A JPH0645880A (ja) 1992-07-23 1992-07-23 ディレイ型フリップフロップ回路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4195762A JPH0645880A (ja) 1992-07-23 1992-07-23 ディレイ型フリップフロップ回路

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0645880A true JPH0645880A (ja) 1994-02-18

Family

ID=16346540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4195762A Withdrawn JPH0645880A (ja) 1992-07-23 1992-07-23 ディレイ型フリップフロップ回路

Country Status (1)

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JP (1) JPH0645880A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5754070A (en) * 1996-11-19 1998-05-19 Vlsi Technology, Inc. Metastableproof flip-flop
US7064594B2 (en) 2003-10-24 2006-06-20 Samsung Electronics, Co., Ltd. Pass gate circuit with stable operation in transition phase of input signal, self-refresh circuit including the pass gate circuit, and method of controlling the pass gate circuit
US7702945B2 (en) 2004-09-16 2010-04-20 Nec Corporation Semiconductor device and communication control method
US8576967B2 (en) 2008-07-23 2013-11-05 Nec Corporation Semiconductor device and communication method

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7064594B2 (en) 2003-10-24 2006-06-20 Samsung Electronics, Co., Ltd. Pass gate circuit with stable operation in transition phase of input signal, self-refresh circuit including the pass gate circuit, and method of controlling the pass gate circuit
US7702945B2 (en) 2004-09-16 2010-04-20 Nec Corporation Semiconductor device and communication control method
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Effective date: 19991005